전자 및 자동화의 피드백이란?

피드백은 동일한 시스템의 입력에 대한 각 시스템 C(그림 1)의 출력 값의 효과입니다. 더 넓게 피드백 — 이 기능의 특성에 대한 시스템 기능 결과의 영향.

출력량 외에도 외부 영향도 기능하는 시스템에 작용할 수 있습니다(그림 1의 x). 피드백이 전송되는 AV 회로를 피드백 루프, 라인 또는 채널이라고 합니다.

쌀. 1.

채널 자체는 전송 과정에서 출력 값을 변환하는 모든 시스템(D, 그림 2)을 포함할 수 있습니다. 이 경우 시스템의 출력에서 ​​입력으로의 피드백은 D 시스템을 사용하거나 통해 발생한다고 합니다.

쌀. 2.

피드백은 전자 및 자동 제어 이론에서 가장 중요한 개념 중 하나입니다. 피드백을 포함하는 시스템 구현의 구체적인 예는 자동 시스템, 살아있는 유기체, 경제 구조 등의 다양한 프로세스 연구에서 찾을 수 있습니다.

과학과 기술의 다양한 분야에 적용할 수 있는 개념의 보편성으로 인해 이 분야의 용어는 정립되어 있지 않으며, 원칙적으로 각 특정 지식 분야는 고유한 용어를 사용합니다.

예를 들어, 자동 제어 시스템에서 광대하게 사용 된 부정 및 긍정적 피드백의 개념, 해당 음수 또는 양수 이득과의 이득 연결을 통해 시스템의 출력과 입력 사이의 연결을 정의합니다.

전자 증폭기 이론에서 이러한 용어의 의미는 다릅니다. 피드백은 네거티브라고 불리며 전체 게인의 절대 값을 감소시키고 포지티브는 증가시킵니다.

이론상 전자증폭기 구현방법에 따라 존재 전류, 전압 및 결합된 피드백.

자동 제어 시스템에는 종종 다음이 포함됩니다. 추가 리뷰시스템을 안정화하거나 시스템의 과도 현상을 개선하는 데 사용됩니다. 그들은 때때로 불린다 시정 그리고 그들 중에는 딱딱한 (부스터 연결을 사용하여 수행), 유연한 (미분 관계로 구현), 등색성 등.

다른 시스템에서는 항상 찾을 수 있습니다. 닫힌 영향 사슬… 예를 들어 그림에서. 2, 시스템의 B 부분은 D 부분에 작용하고 후자는 C에 다시 작용합니다. 따라서 이러한 시스템을 호출합니다. 폐쇄 루프 시스템, 폐쇄 루프 또는 폐쇄 루프 시스템.

복잡한 시스템에서는 다양한 피드백 루프가 존재할 수 있습니다. 다중 요소 시스템에서 각 요소의 출력은 일반적으로 자체 입력을 포함하여 다른 모든 요소의 입력에 영향을 줄 수 있습니다.

각 영향은 신진대사, 에너지 및 정보의 세 가지 주요 측면에서 고려할 수 있습니다. 첫 번째는 물질의 위치, 형태, 구성의 변화, 두 번째는 에너지의 전달 및 변형, 세 번째는 정보의 전달 및 변형에 관한 것이다.

제어 이론에서는 영향의 정보 측면만 고려합니다. 따라서 피드백은 다음과 같이 정의할 수 있습니다. 시스템의 출력 값에 대한 정보를 입력으로 전달하거나 출력에서 ​​시스템 입력으로 피드백 링크에 의해 변환된 정보의 도착으로 전달합니다.

장치의 원리는 피드백 적용을 기반으로 합니다. 자동 제어 시스템(ACS)... 그들에서 피드백의 존재는 시스템의 전면 부분에서 작용하는 간섭(그림 3의 z)의 영향 감소로 인해 노이즈 내성을 증가시킵니다.

쌀. 삼.

전달 함수 Kx(p) 및 K2(p)와 연결된 선형 시스템에서 피드백 루프를 제거하면 출력 값 x의 이미지 x는 다음 관계로 결정됩니다.

이 경우 출력 값 x가 기준 동작 x *와 정확히 같아야 하는 경우 시스템의 총 이득 K(p) = K1(p) K2(p)는 1과 같아야 하며 다음이 있어야 합니다. 간섭 없음 z. z의 존재와 1에서 K(p)의 편차는 오류 e를 발생시킵니다. 차이점

K(p) = 1의 경우

이제 그림과 같이 피드백을 사용하여 시스템을 닫습니다. 3에서 출력 수량 x의 이미지는 다음 관계에 의해 결정됩니다.

충분히 큰 이득 모듈 Kx(p)의 경우 두 번째 항은 무시할 수 있으므로 간섭 z의 영향도 무시할 수 있다는 관계에서 따릅니다. 동시에 출력 수량 x의 값은 기준 변수의 값과 거의 다를 것입니다.

피드백이 있는 폐쇄 시스템에서는 개방 시스템에 비해 소음의 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 후자는 제어 대상의 실제 상태에 반응하지 않고 "맹인" 및 "귀머거리" «변경될 때까지»입니다. 이 상태에서.

비행기 비행을 예로 들어 봅시다. 비행기의 방향타가 고정밀로 미리 조정되어 특정 방향으로 비행하고 견고하게 고정되어 있으면 돌풍과 기타 임의의 예기치 않은 요인으로 인해 비행기가 원하는 코스에서 떨어집니다.

피드백 시스템(자동 조종 장치)만이 주어진 코스 x *를 실제 x와 비교하고 결과 편차에 따라 방향타 위치를 변경할 수 있는 위치를 수정할 수 있습니다.

피드백 시스템은 종종 오류 기반(불일치)이라고 합니다. 링크 Kx(p)가 충분히 큰 이득을 가진 증폭기인 경우 전달 함수 K2(p)에 부과된 특정 조건에서 나머지 방식으로 폐쇄 루프 시스템은 안정적으로 유지됩니다.

이 경우 정상 상태 오류 e는 임의로 작을 수 있습니다. 증폭기 Kx (p)의 입력에 나타나 충분히 큰 전압이 형성되고 출력에 형성되어 간섭을 자동으로 보상하고 차이 e= x에서 x 값을 제공하는 것으로 충분합니다. * — x는 충분히 작을 것입니다.e의 가장 작은 증가는 불균형적으로 더 큰 ti 증가를 유발합니다... 따라서 (실제 한계 내에서) 간섭 z는 보상될 수 있으며, 더 나아가 임의로 작은 오차 e로 고이득 기동 경로는 다음과 같습니다. 흔히 딥이라고 부른다.

혼합 시스템의 피드백은 성격이 다르지만 의도적으로 행동하는 객체로 구성된 복잡한 시스템의 기능 중에도 발생합니다. 시스템은 운영자(인간)와 기계, 교사와 학생, 강사와 청중, 인간과 학습 장치입니다.

이 모든 예에서 우리는 닫힌 영향 사슬을 다루고 있습니다. 피드백 채널을 통해 운영자는 제어되는 기계의 기능 특성에 대한 정보, 트레이너 - 학생의 행동 및 교육 결과 등에 대한 정보를 받습니다. 이 모든 경우에 기능 과정에서 둘 다 채널을 통해 전송되는 정보의 내용과 채널 자체가 크게 변경됩니다.